Katalog

zemesinin dışına kaçar; nihayetinde reaktörün kalbinde erimiş malzemeden bir havuz oluşur. Eğer topakların eriyerek oluşturduğu havuz, çelik muhafaza kazanının dışına taşarsa, en kötü senaryo olarak değerlendirilen, büyük miktarlarda radyasyon çevreye yayılır. Şu anda Fukuşima Daiçi’nin üç reaktöründe ne kadar nükleer yakıtın eridiği kesin olarak bilinmiyor. Uzmanlara göre bu gerçek yıllarca da bilinemeyecek. Kaldı ki ABD’deki Three Mile sland’daki nükleer kazada erime olduğunu, Amerikan Nükleer Düzenleme Komisyonu yıllarca sonra açıklamıştı. Çünkü bunu anlamak için reaktörün kalbine kameralarla donatılmış robotların girmesi gerekiyor. Fukuşima Daiçi Nükleer Santralı’ndaki reaktörler, ciddi tehlike saçmakla birlikte tam bir erime statüsüne ulaşmış değil. Scientific American dergisi editörleri soruyanıt şeklinde tam erimenin ne anlama geldiğini açıklarken, bugünkü durumu önceki nükleer kazalarla karşılaştırıyor: Bir nükleer reaktör nasıl çalışır? Japonya’nın Fukuşima Daiçi Nükleer Satralı da dahil, nükleer santraların pek çoğu suyu kaynatarak elektrik üreten ileri teknoloji ürünü “çaydanlıklardır”. Bu santrallar ihtiyaçları olan enerjiyi, uranyum atomlarını nötronla çarpıştırıp daha küçük atomlara bölerek ısı üretilmesine ve nötronların açığa çıkmasına dayanan nükleer fizyon ile sağlarlar. Eğer başka bir atom bu nötronlardan birini emerse, atom kararsızlaşır ve kendi de fizyona uğrar. Böylece daha fazla ısı ve daha fazla nötron çıkartır. Bu zincirleme reaksiyon kendi kendini sürdürebilecek hale gelir ve suyu kaynatmak için sabit bir ısı üretir. Sonuçta buhar türbinini çalıştırır ve elektrik elde edilir. Japonya’da ve dünyada nükleer santrallar ne kadar elektrik üretir? Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu’na göre Japonya, toplam 54 nükleer reaktörün bir yılda ürettiği 280 milyar kilovat saat ile dünyanın üçüncü büyük nükleer enerji üreticisidir. lk ikisi ABD ve Fransa’dır. Fukuşima Daiçi santralı bu reaktörlerden altısını içerir. Bunların hepsi 1970 yılında işletmeye alındı. Dünya üzerinde elektrik enerjisinin %15’i nükleer enerji yardımıyla üretilir. Japonya elektriğinin %30’unu bu şekilde sağlar. ABD herkesten fazla nükleer enerji üretir, ancak nükleer enerji, enerji portföyünün daha küçük bir kısmını oluştururyaklaşık %20; en büyük pay %45 ile kömüre aittir. Nükleer reaktörler enerjisini nereden sağlar? Nükleer reaktörlerin çoğu yakıt olarak, uranyumun fizyona kolayca giren izotopu, uranyum 235’i kullanır. Uranyum 238 doğada uranyum 235’ten daha fazla bulunur ancak fizyona 235 kadar uygun değildir. Dolayısıyla yakıt üreticileri uranyum235 içeriğinin yüzdesini birkaç derece yükselterek, fizyon reaksiyonunun sürekliliğini sağlarlar. Zenginleştirilmiş uranyum, yakıt çubukları şeklinde üretilir. Çubukların üzeri zirkonyum alaşımı gibi malzemelerle kaplanır. Fukuşima Daiçi santralındaki 3 numaralı reaktörde karışık oksit yakıtı (MOX) kullanılır. Bu, uranyumun plutonyum ile karıştırılmasıyla elde edilir. Plutonyum ise kullanılmış re aktör yakıtından veya faaliyetine son verilmiş nükleer silahlardan sağlanır. Nükleer reaksiyon nasıl durdurulur? Süreklilik gösteren nükleer fizyon reaksiyonları nötronların bir atomdan diğerine geçmesine dayanır. Tek bir atomun fizyonundan açığa çıkan nötronlar bir sonraki atomun fizyonunu tetikler. Bu durumda fizyon zincir reaksiyonunu kesmek için nötronların yolunun kesilmesi gerekir. Nükleer reaktörlerde kadmiyum, boron veya hafniyum gibi elementlerden yapılan kontrol çubukları bulunur. Bu elementler etkili birer nötron emicidir. Reaktör arıza yaptığı zaman veya operatörler herhangi bir nedene bağlı olarak reaktörü kapatmak zorunda kaldıkları zaman, teknisyenler uzaktan kontrol ile kontrol çubuklarını reaktör çekirdeğinin içine batırırlar. Bu şekilde nötronlar ıslanır ve nükleer reaksiyon sona erer. Nükleer reaksiyon durdurulur durdurulmaz reaktörde erime başlar mı? Kontrol çubukları görevini yaptıktan ve fizyon reaksiyonunu engelledikten sonra bile yakıt çubukları bol miktarda ısıyı içinde barındırır. Dahası, ikiye bölünmüş olan uranyum atomları radyoaktif yan ürün üretir. Bunların kendisi de bol miktarda ısı çıkartır. Böylece reaktör çekirdeği fizyon olmadığı halde ısı çıkartmaya devam eder. Reaktörün geriye kalan kısmı normal olarak çalışıyor ise, pompalar reaktör çekirdeğindeki ısıyı uzaklaştırmak için soğutma suyunu dolaştırmaya devam eder. Japonya’da 11 Mart’taki deprem ve tsunami reaktörlerdeki soğutma sistemlerinin elektriğinin kesilmesine yol açtı. Yayımlanan raporlara göre yedek dizel jeneratörleri de kısa süre içinde çalışamaz hale geldi. Sonuçta reaktörler soğutulamadığı için aşırı ısınma tehlike yaratmaya başladı. Soğutma devam etmeyince sıcak reaktör kalbi suyu kaynatmaya devam etti. Bu, yakıt çubukları suyun dışında kalıncaya kadar devam etti. Yakıt çubukları suyun içine batmış konumda olmadıkları zaman erimeye başlayabilirler ve sıcak, radyoaktif yakıt, reaktörü çevreleyen teknenin dibinde havuzlaşmaya başlar. En kötü erime senaryosuna göre sıcak yakıt göleti çelik muhafaza kazanını ve diğer engelleri eritebilir ve nihayetinde yüksek miktarda radyoaktif malzeme dış dünyaya saçılır. Erime nasıl önlenebilir? Japon santral görevlileri reaktörleri soğutmak için çeşitli girişimlerde bulunmuşlar –reaktör çekirdeğine deniz suyu pompalamak gibi . TEPCO bunlardan başka de borik asit de enjekte etti. SORULAR VE YANITLAR Bu kaza, Çernobil ve Three Mile Island kazaları ile karşılaştırıldığında ortaya nasıl bir tablo çıkıyor? Halihazırda Fukuşima santralındaki 1., 2. ve 3. reaktörlerdeki su seviyesi düşünce yakıt çubukları suyun dışında kalmış oldu. Bu çubukların önceden hasar gördüğü de varsayılıyor. 4. reaktördeki kullanılmış yakıt çubukları havuzunda da çıkan yangını hesaba katarsak santralda kalan çalışanların nasıl bir tehlike ile karşı karşıya kaldığı açıkça anlaşılabilir. Japon yetkililer ilk başta Uluslararası Nükleer ve Radyolojik Durum Ölçeği’ne (INES) göre kazanın durumunu 4 olarak değerlendirmişlerdi. Ancak Princeton Üniversitesi’nden fizikçi Frank von Hippel New York Times’a verdiği söyleşide, Fukuşima Daiçi’de durumun şimdiden Three Mile Island’daki kazadan daha vahim olduğunu, yani derecesinin 5 olduğunu belirtmişti. Kaldı ki Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu (UAEK), 18 Mart tarihinde Fukuşima Daiçi’deki vaka seviyesinin, INES’e göre 5’e yükseltildiğini bildirdi. 1979 yılında Pennsylvania’daki Three Mile Island Nükleer Santralı’nda soğutma sistemindeki bir arıza, görevlilerden NÜKLEER ERİMENİN ANATOMİSİ Reaktör binası Reaktör muhafaza kazanı Yakıt çubukları Su, bu çubukları örtmeli ve soğutmalı Yakıt çubukları açığa çıkar ve aşırı ısınırsa, erir ve reaktör teknesinin dibinde havuz oluşturur. Erimiş yakıt, reaktör teknesinde ve reaktör binası içinde yanar. Kaynar sulu reaktörler birinin hatası ile birleşince kısmi erime meydana gelmişti. Reaktör çekirdeğinin yarısı erimiş ve çelik basınç teknesinin dibinde gölet oluşturmuştu. Kazan sağlam kalmakla birlikte bir miktar radyasyon tesisten dışarı kaçmıştı. 1986 yılındaki Çernobil kazası daha da vahimdi. Bu kazanın durum seviyesi INES ölçeğine göre 7 olarak değerlendirilmişti. Ukrayna’da enerji sistemindeki bir arızaya bağlı olarak tesisin reaktörlerinden birinde patlama meydana gelmiş, devasa miktarlarda radyasyon atmosfere karışmıştı. Tesisin iki çalışanı birkaç saat içinde ölmüş, bir ay içinde de radyasyon zehirlenmesinden 28 kişi yaşamını yitirmişti. Çernobil kazasından geriye kalan radyoaktif serpinti çok geniş bir alana yayıldığı için kazaya bağlı ölü sayısı hiçbir zaman tam olarak tespit edilemedi. Birleşmiş Milletler Atomik Radyasyonun Etkileri Bilimsel Komitesi’nin hazırladığı bir rapora göre kaza döneminde Ukrayna, Belarus veya Rusya’da yaşayan 18 yaşının altındaki 6.000 kişi 2006 yılında tiroid kanserine yakalanmış. (Uranyum yakıtının nükleer fizyonu radyoaktif iyodin üretir. Bu da tiroid bezlerinde birikim yapar.) Kaynaklar: CBT 1253/ 7 25 Mart 2011 Science Daily http://www.sciencedaily.com/ Reuters http://www.reuters.com/ JAIF : Japan Atomic Industrial Forum; http://www.jaif.or.jp/english/ Nuclear Energy Institute (spent fuel pool info) http://resources.nei.org/documents/japan/UsedFuelPoolsKeyFacts.pdf Scientific American http://www.scientificamerican.com/ International Atomic Energy Agency http://www.iaea.org/newscenter/news/tsunamiupdate01.html SAYILAR LE FUKUŞ MA NÜKLEER FELAKET Rakamların pek çoğu millisievert bazında ölçülmüştür. Millisievert uluslararası bir radyasyon dozu ünitesidir. (Bir sievert 100 rem’e eşittir. Rem ise xışını ve gamaışını radyasyonuna maruz kalma doz ünitesidir; bir milisievert = 0.1 rem. 16 Mart tarihinde Fukuşima Nükleer Santralı’nın sınırındaki radyasyon dozu: saatte 1.9 milisievert (mSv) 15 Mart tarihinde Fukuşima’nın içinde radyasyonun ulaştığı en yüksek doz: saatte 400 mSv Radyasyon içeren ortamlarda çalışan işçiler için kabul edilebilir maksimim doz: Yılda 50 mSv ABD vatandaşlarının doğal ve insan eliyle yaratılan radyasyon kaynaklarından aldıkları doz: yılda 6.2 mSv 1979 yılında Pennsylvania’daki Three Mile Island Santralı’nın sınırındaki toplam doz: 1 mSv veya daha az 1986 yılındaki Çernobil kazasında bölgeden tahliye edilen 114.500 kişinin maruz kaldığı ortalama doz: 31 mSv Nükleer kazalarda ortaya çıkan tehlikeli bir izotop olan iyodin 131’in yarıömrü: Sekiz gün Nükleer kazalarda ortaya çıkan diğer bir radyonükleid olan sezyum 137’nin yarıömrü: 30 yıl 1986 yılında patlayan, Çernobil’in 4 numaralı reaktörünün içerdiği nükleer yakıtın miktarı: 190 metrik ton Fukuşima reaktörlerinin her birinde bulunan nükleer yakıt miktarı: 70100 metrik ton Kaynaklar: Japan Atomic Industrial Forum, International Atomic Energy Agency, U.S.Nuclear Regulatory Commission